一种絮凝剂溶液的自动制备装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工业废水处理技术领域，具体涉及一种絮凝剂溶液的自动制备装置和方法。
【背景技术】
[0002]工业炼钢会产生大量来自酸洗、冷乳及涂镀机组等的废水。由于废水处理中所产生的悬浮物体为微小的悬浮颗粒和胶体粒子，在水中呈分散悬浮状态，极不易沉淀及与水脱离分层，含水率很高，体积很大，对于输送及后续处理都不方便。因此，在废水处理的工艺过程中需对乳化液中和池、高架池、沉淀池、酸性废水中和池及悬浮池瀑气混合等几个环节投加絮凝剂，以便于后续的脱水工艺。
[0003]絮凝就是通过有机高分子絮凝剂对悬浮液和胶体中细小颗粒的电中和与吸附架桥，破坏这些颗粒的稳定性，使其相互接触而凝聚在一起，进而快速形成较大絮团，使其能够快速沉降，或者在机械脱水的作用下实现与水的分离，有利后需的废水处理。目前在各种废水处理工艺中，絮凝剂的使用是必不可少的辅助措施。絮凝剂是固相粉末状的，只有充分溶解于水中才能很好地发挥其絮凝作用，并且絮凝剂溶液容易变质，所以需要现用现配，使用新鲜溶液。
[0004]当前，都是靠人工作业来添加絮凝剂，人工倾倒的絮凝剂粉剂直接进入反应池中，但对于多个絮凝剂投加点来说，工作量较大，并且粉剂没有经过良好的溶解，有时絮凝剂还会聚集在池底成块，其絮凝效果受到了很大的影响。另外，废水处理过程中往往需要根据水质的变化进行相应的加药量和加药时间的调整，人工操作会存在极大的误差，影响处理效果。现有的污水处理设备操作较为复杂，而操作人手紧张，在投加的过程中往往会出现投料不及时、粉剂撒落不均匀的现象。以上这些问题最终都会影响到水质的处理结果，所以，亟需研发絮凝剂的自动配置及添加技术。
[0005]在现有技术中，絮凝剂溶液制备及投加技术的原理主要通过电气、计量装置、输送机、液位计等一系列元件和传感器来自动控制粉剂的投入，或在一定时间内将絮凝剂与水混合配制成溶液投加。这类技术在具体使用中存在一系列问题，例如:絮凝剂投加装置直接利用输送机将粉剂送入废水池，通过阀门的控制计量投加絮凝剂粉剂，由于絮凝剂有一定粘性，受潮后易结块，不易溶解，并且时间一长，就会堵塞阀门或粘附在输送机上，引发设备故障，影响粉剂的计量。
[0006]现有装置在絮凝剂溶液制备过程中溶解时间及搅拌转速不匹配，絮凝剂对于搅拌速度的要求较高。搅拌速度过快，时间过短，会破坏絮凝剂的长链结构，丧失絮凝作用；搅拌速度过慢，时间过长，粉剂不易充分溶解，还会结块或变质，堵塞后续投加管道，引发设备故障，因此需要根据絮凝剂的性质确定合适的搅拌速度和溶解时间。另外，由于絮凝剂的特殊性质，对于絮凝剂溶液的浓度要求较高，若浓度过高，粘性越大，有些制备装置的液位计在使用过程中易被粘结，管道易堵塞，从而影响了絮凝剂溶液的制备精度。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种絮凝剂溶液的自动制备装置和方法，克服现有技术中絮凝剂溶液制备及投加方式的弊端，使絮凝剂溶液在制备过程中实现用量上的精确控制，确保絮凝剂与水充分混合、溶解；设备故障率低，可以实现多点同时投加，减少了人工操作，使废水处理的絮凝过程更及时、准确、高效、并降低了废水的处理成本。
[0008]为达到上述目的，本发明的技术方案是:
[0009]—种絮凝剂溶液的自动制备装置，其包括，粉料仓，其侧壁上设有进气口，并通过管道连接压缩空气源；粉料仓内底部设出料口 ；一螺旋供粉机构，设置于所述粉料仓底部对应出料口 ；计量仓，设置于所述螺旋供粉机构出口下方，其上下设进、出口，其中，进口与螺旋供粉机构的出口连接；计量仓侧壁上设有进气口，并通过管道连接压缩空气源，该管道中设有第一电磁阀；混合器，为一罐体结构，其上设置粉料进口、进水口及位于底部的物料出口 ；所述粉料进口通过管道连接所述计量仓的出口 ；所述进水口通过管道连接水源，该管道中设有第二电磁阀；第一溶解罐，其侧壁上下分别开设液体进口、液体出口 ；所述第一溶解罐的液体进口通过管道与混合器的物料出口连接；该第一溶解罐内设置第一搅拌机、第一液位计；第二溶解罐，其侧壁上下分别开设液体进口、液体出口 ；所述液体进口通过管道连接第一溶解罐的液体出口，该管道中设有第三电磁阀；所述第二溶解罐的液体出口与絮凝剂投加输送管道连接，投加输送管道的另一端连接至少一个投加栗；一控制器，所述螺旋供粉机构、第一、第二、第三电磁阀、第一、第二搅拌机、第一、第二液位计及投加栗分别电性连接该控制器。
[0010]进一步，所述混合器包括，本体，其上下开口，内壁上部环形凹槽，环形凹槽侧壁开设一进水口 ；环形凹槽下方的本体内壁周向凸设环状锥体；盖体，设置于所述本体开口处，盖体呈下部凸起的T形，其中央开设一作为粉料进口的通孔；盖体下部凸起侧面为锥面，该锥面与本体内壁环状锥体的上锥面配合形成锥形间隙，该锥形间隙、盖体中央通孔出口及本体内壁环状锥体的下锥面配合在通孔出口处形成虹吸区。
[0011]所述的锥形间隙向心角为30?60°。
[0012]再，第二溶解罐内侧壁上垂直均匀设置I?4块挡流板。
[0013]本发明利用所述的自动制备装置制备絮凝剂溶液的方法，其包括如下步骤:
[0014]将压缩空气不断地输入存储有絮凝剂粉剂的粉料仓，再通过螺旋供粉机构将絮凝剂粉剂送入计量仓计量；然后，第一电磁阀打开，压缩空气进入计量仓内并将絮凝剂粉剂输送到混合器内；同时，第二电磁阀打开，将水输送到混合器内形成一个高速水射流，与絮凝剂粉料混合均匀；将得到的混合物料依次送入第一、第二溶解罐内进行搅拌；
[0015]根据实际生产要求，设定第一溶解罐、第二溶解罐内液位的低位、中位、高位位置，当第一溶解罐内液位到达低位时，第一搅拌机开始运行；当第一溶解罐内液位到达中位时，第三电磁阀开启，溶液进入第二溶解罐；当第一溶解罐内液位到达高位时，螺旋供粉机构停止，随后，第一电磁阀、第二电磁阀依次关闭；
[0016]当第二溶解罐内液位到达低位时，第二搅拌机开始运行；第二溶解罐内液位达到中位时，投加栗开始工作，将制备的质量浓度为3?5%。的絮凝剂溶液投加到投加点；第二溶解罐内液位达到高位时，第三电磁阀关闭；从而实现自动化连续制备絮凝剂溶液。
[0017]进一步，当第一溶解罐内液位到达中位时，第一电磁阀、第二电磁阀打开，往混合器内进絮凝剂粉剂和水制得混合物料，再将混合物料送入第一溶解罐内。
[0018]当第二溶解罐内液位到达中位时，打开第三电磁阀往第二溶解罐内补液；当第二溶解罐的液位到达低位时，投加栗停止工作。
[0019]第一溶解罐内液位达到低位时，第一搅拌机停止工作；当第二溶解罐内液位达到低位时，第二搅拌机停止工作。
[0020]又，所述压缩空气的压力为0.2?0.3MPa。
[0021]所述水的水压为0.12?0.2MPa。
[0022]所述第一溶解罐内第一搅拌机的转速为300?400r/min，搅拌时间为15?30min ;所述第二溶解罐内第二搅拌机的转速为100?150r/min，搅拌时间为15?30min。
[0023]再，所述螺旋供粉机构的供粉能力为L 5?5.5kg/h0
[0024]所述絮凝剂粉剂为聚丙烯酞胺絮凝剂，其中，聚丙烯酞胺重量多95%，颗粒度 0.2mm。
[0025]本发明还提供了一种絮凝剂溶液的制备方法，其包括如下步骤:
[0026]I)预混合:将絮凝剂粉剂与喷射的水流混合均匀，得到絮凝剂粉剂与水的混合物料；其中，水压为0.12?0.2MPa ；
[0027]2)溶胀:将步骤I)得到的混合物料进行第一次搅拌，搅拌转速为300?400r/min，揽摔时间为15?30min ；
[0028]3)溶解:步骤2)得到的混合物料进行第二次搅拌，该搅拌机的转速为100?150r/min，搅拌时间为15?30min ;搅拌后得到质量浓度为3?5%。的絮凝剂溶液。
[0029]进一步，所述絮凝剂粉剂为聚丙烯酞胺絮凝剂，其中，聚丙烯酞胺重量多95%，颗粒度< 0.2_。
[0030]根据废水处理现场的实际工况，絮凝剂的投加点为多个，且较分散，若直接将絮凝剂加入所处理的废水中，由于絮凝剂的粘度大，扩散速度低，不能很好地分散在废水中，会使部分絮凝剂起不到絮凝作用，造成絮凝剂的浪费。同时絮凝剂是固相粉末，保存要求较高，不适合在现场多点存放及长距离输送，必须通过合适的方法将其转化为一定浓度的絮凝剂溶液，然后通过投加栗输送至各个投加点。
[0031]针对上述技术问题，本发明设计了一种絮凝剂溶液的自动化制备装置和方法，将絮凝剂粉剂先存储在一个正压干燥的密闭粉料仓内，通过螺旋供粉机构计量、输送至一个密闭的计量仓内；计量仓内为正压，有压力的压缩空气带动絮